CN111711226A - 基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置 - Google Patents

基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111711226A
CN111711226A CN202010505493.XA CN202010505493A CN111711226A CN 111711226 A CN111711226 A CN 111711226A CN 202010505493 A CN202010505493 A CN 202010505493A CN 111711226 A CN111711226 A CN 111711226A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
photovoltaic inverter
value
chopper circuit
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010505493.XA
Other languages
English (en)
Inventor
徐韬
徐高晶
刘坤
董正杰
韩迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Nari Solar Energy Technology Co ltd
NARI Group Corp
Original Assignee
Nanjing Nari Solar Energy Technology Co ltd
NARI Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Nari Solar Energy Technology Co ltd, NARI Group Corp filed Critical Nanjing Nari Solar Energy Technology Co ltd
Priority to CN202010505493.XA priority Critical patent/CN111711226A/zh
Publication of CN111711226A publication Critical patent/CN111711226A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明公开了基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置,方法包括:在光伏逆变器直流侧并联设置斩波电路,确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制;光伏逆变器直流电压升高至设定目标电压值,开通斩波电路开关,开通设置的时间后,关断斩波电路的开关;光伏逆变器退出低电压穿越模式,将光伏逆变器进入低电压穿越模式之前确定的电压环的输出值赋值给正序电流环的有功电流指令参考值,实现有功功率的瞬间恢复。本发明光伏逆变器在低电压穿越过程中依然可以正常实现mppt,在低电压穿越结束电网电压恢复正常值后,有功功率可以以很快的速度恢复至低电压穿越前的功率值。

Description

基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置
技术领域
本发明涉及一种光伏逆变器在低电压穿越过程中的控制方法和装置,属于光伏逆变器并网控制领域。
背景技术
近十年,我国光伏行业呈现蓬勃发展的趋势。目前,据能源局统计,截止2019年末,光伏发电累计装机达到了2.04亿千瓦,占全国装机总容量的10.15%。光伏发电已经成为主力电源之一。这种情况下,光伏逆变器的控制性能对电网安全稳定的影响也变得举足轻重。
目前的并网标准中,光伏逆变器应该具备低电压穿越能力。其要求光伏发电站在低电压穿越曲线上方时应保证不脱网连续运行;在低电压穿越过程中,光伏电站应当提供无功电流支撑;在故障恢复后要保证有功功率恢复速度满足要求。
目前针对低电压穿越主要的实现方式在于软件系统的控制方式。但是由于在软件控制中为了降低直流侧能量,需要断开最大功率跟踪 (mppt)功能,并将直流侧电压抬升至光伏电池板开路电压附近,这样通过减少光伏电池板输入的能量降低光伏逆变器直流侧的过压,光伏逆变器也可以向电网提供无功电流支撑。但是这类控制方法在低电压穿越结束后,需要重新开启mppt功能来实现有功功率按照标准规定恢复至低电压穿越前功率值。当前的并网相关标准对低电压穿越过程结束后的有功电流恢复时间规定越来越严格,重新开启mppt功能寻找最大功率点会影响到有功电流恢复时间。
发明内容
本发明旨在解决目前针对低电压穿越的软件系统的控制方式,在低电压穿越结束后,需要重新开启mppt功能来实现有功功率恢复至低电压穿越前功率值的技术问题,提供一种基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置。
为实现上述技术目的,本发明采用以下技术方案。
一方面,本发明提供基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,包括以下步骤:在光伏逆变器直流侧并联设置斩波电路;
响应于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制;
响应于确定光伏逆变器直流侧电压升高至设定目标电压值,开通斩波电路,开通设置的时间后,关断斩波电路;
响应于确定光伏逆变器退出低电压穿越模式,将光伏逆变器进入低电压穿越模式之前确定的电压环的输出值赋值给正序电流环的有功电流指令参考值,即实现有功功率的瞬间恢复。
进一步地,确定光伏逆变器进入低电压穿越模式的方法具体包括:
光伏逆变器将测量获得的电网电压进行正负序分解,同时得到正序电压的dq坐标系下的d轴电压正序分量
Figure RE-RE-GDA0002639234580000021
以d轴电压正序分量
Figure RE-RE-GDA0002639234580000022
的值作为低电压穿越的判断值,响应于确定
Figure RE-RE-GDA0002639234580000023
小于设定阈值,判断光伏逆变器进入低电压穿越模式。
进一步地,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制的方法包括以下步骤:
利用锁相环确定正序电压的旋转坐标系的角度θ;
计算有功电流指令id_ref和无功电流指令iq_ref
将光伏逆变器并网点电流ia,ib,ic经过正负序分解并进行dq 变换得到d轴正序电流反馈值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000031
和q轴正序电流反馈值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000032
以及d轴负序电流反馈值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000033
和q轴负序电流反馈值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000034
其中d轴正序电流闭环控制的指令值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000035
的表达式为:
Figure RE-RE-GDA0002639234580000036
q轴正序电流闭环控制的指令值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000037
的表达式为:
Figure RE-RE-GDA0002639234580000038
Figure RE-RE-GDA0002639234580000039
和反馈值经过PI运算并经过解耦控制后,基于角度θ通过dq反变换进入SVPWM计算;
负序电流闭环控制的指令值设置为0,d轴负序电流闭环控制的指令值
Figure RE-RE-GDA00026392345800000310
q轴负序电流闭环控制的指令值
Figure RE-RE-GDA00026392345800000311
和反馈值经过PI运算并经过解耦控制后,基于角度θ通过dq反变换进入SVPWM计算。
再进一步地,计算有功电流指令id_ref和无功电流指令iq_ref的表达式如下:
Figure RE-RE-GDA0002639234580000041
Figure RE-RE-GDA0002639234580000042
其中UT是电网电压标幺值,In是光伏逆变器额定输出电流值, id_ref是有功电流指令值,iq_ref是无功电流指令值,id_ref *电压环输出值,K1为电网电压第一阈值,K2为电网电压第二阈值;
第二方面,本发明提供了基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制装置,包括:
斩波电路、斩波电路控制模块、单电流环控制模块以及有功电流指令参考值确定模块;
所述斩波电路并联在光伏逆变器直流侧;
所述单电流环控制模块,用于响应于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制;
所述斩波电路控制电路,响应于确定光伏逆变器直流侧电压升高至设定目标电压值,开通斩波电路,开通设置的时间后,关断斩波电路;
所述有功电流指令参考值确定模块,响应于确定光伏逆变器退出低电压穿越模式,将光伏逆变器进入低电压穿越模式之前确定的电压环的输出值赋值给正序电流环的有功电流指令参考值;
所述单电流环控制模块,还用于根据所述有功电流指令参考值确定模块确定的有功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制,即实现有功功率的瞬间恢复。
本发明所取得的有益技术效果:
没有通过斩波电路实现光伏逆变器低电压穿越全过程MPPT的应用先例,本发明在直流侧增加一个斩波电路,这样光伏逆变器在低电压穿越过程中依然可以正常实现mppt,可以控制光伏逆变器顺利通过低电压穿越;在低电压穿越结束电网电压恢复正常值后,有功功率可以以很快的速度恢复至低电压穿越前的功率值,可以在低电压穿越过程中、过程后实时准确获知mppt点;本发明的方法可以在低电压穿越结束后依据实时获得的mppt点尽快恢复逆变器输出的有功功率。
附图说明
图1是本发明具体实施例中直流斩波电路的光伏逆变器并网拓扑图;
图2是本发明具体实施例中低穿中有功电流指令计算逻辑图;
图3是本发明具体实施例中低穿过程中单电流环控制框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1、基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,包括:在光伏逆变器直流侧并联设置斩波电路。斩波电路是将电压通过电力电子开关器件进行电压大小变换的电路的统称。斩波电路组成结构多种多样。本实施例斩波电路由IGBT构成的开关K和耗能电阻R 构成,如图1所示。
光伏逆变器实时测量电网电压,将电网电压进行正负序分解得到电网正序电压,通过锁相环对正序电压锁相得到正序电压的旋转坐标系的角度θ,根据角度算出正序电压dq坐标系下的分量,得到正序电压的dq坐标系下的电压正序分量
Figure RE-RE-GDA0002639234580000061
(q轴分量为0)。以
Figure RE-RE-GDA0002639234580000062
的值作为低电压穿越的判断值,当其小于设定阈值(本实施例设定阈值为0.9)时,判断光伏逆变器进入低电压穿越模式。
光伏逆变器在进入低电压穿越前,经过mppt控制,电压环的输出值id_ref *可作为正序电流有功分量的参考值进入电流环闭环控制。
光伏逆变器进入低电压穿越后,锁存低穿前正序电压的旋转坐标系的角度θ,记为θ*,具体实施例中如果光伏逆变器进入低电压穿越模式后电网电压跌落到低于预设值,导致锁相环不能获得正序电压的旋转坐标系的角度θ,则根据预先得到的跌落前的角度θ*按照频率值构建参考无功电流需要的角度θ。构建角度可以根据当前的电网频率,由公式ω=2πf得出角度的增量,锁存值作为初始值加上增量值即可作为构建的角度。
然后判断电网电压跌落值,并根据公式(1)计算出无功电流指令值,同时根据公式(2)计算出有功电流指令值。
Figure RE-RE-GDA0002639234580000071
Figure RE-RE-GDA0002639234580000072
公式(1)(2)中,UT是电网电压标幺值,In是光伏逆变器额定输出电流值。id_ref是有功电流指令值,iq_ref是无功电流指令值, id_ref *电压环输出值。0.9为电网电压第一阈值,0.2为电网电压第二阈值;
公式(1)是逆变器并网标准中要求的无功电流指令值公式(2) 考虑变流器具有的电流1.1倍过载能力下,根据已经确定的无功电流指令值计算有功电流指令值,将公式(1)(2)计算得到的有功电流指令值和无功电流指令值作为电流环的参考指令,其控制逻辑如图2 所示。无功电流指令值和有功电流指令值获得的过程即为图3中有功无功协调控制部分。
进入电流环调节后,对正负序电流进行闭环控制,其控制逻辑如图3所示。将光伏逆变器并网点电流ia,ib,ic经过正负序分解并进行dq变换得到正序电流反馈值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000073
和负序电流反馈值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000074
电流环闭环控制流程分为正序电流闭环控制和负序电流闭环控制。其中正序电流闭环控制的指令值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000075
Figure RE-RE-GDA0002639234580000076
和反馈值经过PI运算并经过解耦控制后,通过dq反变换进入SVPWM计算;由于逆变器需要抑制输出电流中的抑制负序电流,负序电流闭环控制的指令值设置为0,负序电流闭环控制的指令值
Figure RE-RE-GDA0002639234580000077
和反馈值经过PI运算并经过解耦控制后,通过dq 反变换进入SVPWM计算。
此时,根据公式(2)可得出,
Figure RE-RE-GDA0002639234580000081
即光伏电池板直流侧的能量比逆变器送入电网的能量高,此时,如果对该现象不加以控制会导致直流电容电压Vdc升高,逆变器不能运行在mppt状态。此时在直流侧加入斩波电路,其拓扑结构如图1所示。
设置直流死区电压,当直流电压升高超过死区电压时,则控制开通斩波电路开关K,直流侧多余的能量会在耗能电阻R上消散。在实际应用中为了更快的将该部分能量耗散,通常会采用较小的电阻值以减小电容放电的时间常数。通过直流死区电压上限限制,由电容放电时间常数可以计算出斩波电路开通持续时间t,通过控制系统计时器控制斩波电路开通时间。直流死区电压和斩波电路开通持续时间t之间的关系如公式(3)所示。
Un=Um×e(-t/τ) (3)
其中Un是设定目标电压值,Um是设置的开通斩波电路的门槛电压,τ是电容放电时间常数。本实施例中设定目标电压Un可以根据 mppt电压设置,门槛电压和本实施例中斩波电路中的耗能电阻以及功率器件的电压等级均有关系。在实际应用中,为了保持mppt的实时性,本领域技术人员应综合考虑各参数设定值。
这样通过间断性的开通斩波电路即可在保持mppt的情况下通过低电压穿越。
在低电压穿越结束后,将经过mppt控制后电压环的输出值id_ref *赋值给正序电流环的有功电流参考值id_ref,即可在实现有功功率的瞬间恢复。
本发明在直流侧增加一个斩波电路,这样光伏逆变器在低电压穿越过程中依然可以实现mppt,在低电压穿越结束电网电压恢复正常值后,有功功率可以以很快的速度恢复至低电压穿越前的功率值。
实施例二、与实施例一提供的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法相对应的,本实施例提供了基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制装置,包括:
斩波电路、斩波电路控制模块、单电流环控制模块以及有功电流指令参考值确定模块;
所述斩波电路并联在光伏逆变器直流侧;
所述单电流环控制模块,用于响应于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制;
所述斩波电路控制电路,响应于确定光伏逆变器直流侧电压升高至设定目标电压值,开通斩波电路,开通设置的时间后,关断斩波电路;
所述有功电流指令参考值确定模块,响应于确定光伏逆变器退出低电压穿越模式,将光伏逆变器进入低电压穿越模式之前确定的电压环的输出值赋值给正序电流环的有功电流指令参考值;
所述单电流环控制模块,还用于根据所述有功电流指令参考值确定模块确定的有功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制,即实现有功功率的瞬间恢复。
在以上实施例基础上,所述装置还包括低电压穿越模式判断模块,用于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,执行的具体方法包括:光伏逆变器将测量获得的电网电压进行正负序分解,同时得到正序电压的dq坐标系下的d轴电压正序分量
Figure RE-RE-GDA0002639234580000101
以d轴电压正序分量
Figure RE-RE-GDA0002639234580000102
的值作为低电压穿越的判断值,响应于确定
Figure RE-RE-GDA0002639234580000103
小于阈值,判断光伏逆变器进入低电压穿越模式。
斩波电路组成结构多种多样。本实施例斩波电路由IGBT构成的开关K和耗能电阻R构成,如图1所示。需要说明的是,本实施例中各个模块的实现方法同实施例描述相同。
本发明在直流侧增加一个斩波电路,这样光伏逆变器在低电压穿越过程中依然可以正常实现mppt,可以控制光伏逆变器顺利通过低电压穿越;在低电压穿越结束电网电压恢复正常值后,有功功率可以以很快的速度恢复至低电压穿越前的功率值,可以在低电压穿越过程中、过程后实时准确获知mppt点;本发明的方法可以在低电压穿越结束后依据实时获得的mppt点尽快恢复逆变器输出的有功功率。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,包括以下步骤:在光伏逆变器直流侧并联设置斩波电路;
响应于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制;
响应于确定光伏逆变器直流侧电压升高至设定目标电压值,开通斩波电路,开通设置的时间后,关断斩波电路;
响应于确定光伏逆变器退出低电压穿越模式,将光伏逆变器进入低电压穿越模式之前确定的电压环的输出值赋值给正序电流环的有功电流指令参考值,即实现有功功率的瞬间恢复。
2.根据权利要求1所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,确定光伏逆变器进入低电压穿越模式的方法具体包括:
光伏逆变器将测量获得的电网电压进行正负序分解,同时得到正序电压的dq坐标系下的d轴电压正序分量
Figure FDA0002526393840000011
以d轴电压正序分量
Figure FDA0002526393840000012
的值作为低电压穿越的判断值,响应于确定
Figure FDA0002526393840000013
小于设定阈值,判断光伏逆变器进入低电压穿越模式。
3.根据权利要求1所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制的方法包括以下步骤:
利用锁相环确定正序电压的旋转坐标系的角度θ;
计算有功电流指令id_ref和无功电流指令iq_ref
将光伏逆变器并网点电流ia,ib,ic经过正负序分解并进行dq变换得到d轴正序电流反馈值
Figure FDA0002526393840000021
和q轴正序电流反馈值
Figure FDA0002526393840000022
以及d轴负序电流反馈值
Figure FDA0002526393840000023
和q轴负序电流反馈值
Figure FDA0002526393840000024
其中d轴正序电流闭环控制的指令值
Figure FDA0002526393840000025
的表达式为:
Figure FDA0002526393840000026
q轴正序电流闭环控制的指令值
Figure FDA0002526393840000027
的表达式为:
Figure FDA0002526393840000028
Figure FDA0002526393840000029
和反馈值经过PI运算并经过解耦控制后,基于角度θ通过dq反变换进入SVPWM计算;
负序电流闭环控制的指令值设置为0,d轴负序电流闭环控制的指令值
Figure FDA00025263938400000210
q轴负序电流闭环控制的指令值
Figure FDA00025263938400000211
和反馈值经过PI运算并经过解耦控制后,基于角度θ通过dq反变换进入SVPWM计算。
4.根据权利要求3所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,计算有功电流指令id_ref和无功电流指令iq_ref的表达式如下:
Figure FDA00025263938400000212
Figure FDA0002526393840000031
其中UT是电网电压标幺值,In是光伏逆变器额定输出电流值,id_ref是有功电流指令值,iq_ref是无功电流指令值,id_ref *电压环输出值,K1为电网电压第一阈值,K2为电网电压第二阈值。
5.根据权利要求3所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,如果光伏逆变器进入低电压穿越模式后电网电压低于预设值,导致锁相环不能获得正序电压的旋转坐标系的角度θ,则根据预先得到的跌落前的正序电压的旋转坐标系的角度θ*按照频率值构建参考角度θ。
6.根据权利要求1所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,直流死区电压和斩波电路开通持续时间t之间的关系如公式:
Un=Um×e(-t/τ) (3)
其中Un是设定目标电压值,Um是设置的开通斩波电路的门槛电压,τ是电容放电时间常数。
7.根据权利要求1所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法,其特征在于,所述斩波电路包括相互连接的IGBT构成的开关K和电阻R。
8.基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制装置,其特征在于,包括:
斩波电路、斩波电路控制模块、单电流环控制模块以及有功电流指令参考值确定模块;
所述斩波电路并联在光伏逆变器直流侧;
所述单电流环控制模块,用于响应于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,根据计算获得的有功电流指令和无功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制;
所述斩波电路控制电路,响应于确定光伏逆变器直流侧电压升高至设定目标电压值,开通斩波电路,开通设置的时间后,关断斩波电路;
所述有功电流指令参考值确定模块,响应于确定光伏逆变器退出低电压穿越模式,将光伏逆变器进入低电压穿越模式之前确定的电压环的输出值赋值给正序电流环的有功电流指令参考值;
所述单电流环控制模块,还用于根据所述有功电流指令参考值确定模块确定的有功电流指令,进行包括正序电流闭环和负序电流闭环的单电流环控制,即实现有功功率的瞬间恢复。
9.根据权利要求8所述的基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制装置,其特征在于,还包括低电压穿越模式判断模块,用于确定光伏逆变器进入低电压穿越模式,执行的具体方法包括:
光伏逆变器将测量获得的电网电压进行正负序分解,同时得到正序电压的dq坐标系下的d轴电压正序分量
Figure FDA0002526393840000041
以d轴电压正序分量
Figure FDA0002526393840000042
的值作为低电压穿越的判断值,响应于确定
Figure FDA0002526393840000051
小于设定阈值,判断光伏逆变器进入低电压穿越模式。
CN202010505493.XA 2020-06-05 2020-06-05 基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置 Pending CN111711226A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010505493.XA CN111711226A (zh) 2020-06-05 2020-06-05 基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010505493.XA CN111711226A (zh) 2020-06-05 2020-06-05 基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111711226A true CN111711226A (zh) 2020-09-25

Family

ID=72539416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010505493.XA Pending CN111711226A (zh) 2020-06-05 2020-06-05 基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111711226A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448412A (zh) * 2020-10-28 2021-03-05 爱士惟新能源技术(扬中)有限公司 一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法
CN113009955A (zh) * 2021-04-30 2021-06-22 石家庄通合电子科技股份有限公司 光伏储能系统最大功率跟踪控制方法及终端设备
CN113346483A (zh) * 2021-05-20 2021-09-03 华中科技大学 一种电力电子变压器的低压穿越运行控制方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103887818A (zh) * 2014-03-17 2014-06-25 电子科技大学 一种适用于并网逆变器的低电压穿越控制方法
CN104104090A (zh) * 2014-07-02 2014-10-15 中国南方电网有限责任公司 一种基于dstatcom群协调控制的光伏低电压穿越方法
CN104426160A (zh) * 2013-08-27 2015-03-18 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 光伏并网逆变器兼容低电压穿越的正负序解耦控制方法
US9276498B2 (en) * 2014-06-17 2016-03-01 National Central University Photovoltaic power generation system
CN210111874U (zh) * 2019-08-13 2020-02-21 南京雁展科技有限公司 一种光伏逆变器低电压穿越的自供电直流电源电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104426160A (zh) * 2013-08-27 2015-03-18 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 光伏并网逆变器兼容低电压穿越的正负序解耦控制方法
CN103887818A (zh) * 2014-03-17 2014-06-25 电子科技大学 一种适用于并网逆变器的低电压穿越控制方法
US9276498B2 (en) * 2014-06-17 2016-03-01 National Central University Photovoltaic power generation system
CN104104090A (zh) * 2014-07-02 2014-10-15 中国南方电网有限责任公司 一种基于dstatcom群协调控制的光伏低电压穿越方法
CN210111874U (zh) * 2019-08-13 2020-02-21 南京雁展科技有限公司 一种光伏逆变器低电压穿越的自供电直流电源电路

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐韬: "适用于弱互联电网的光伏逆变器LVRT控制策略研究", 《无线互联科技》 *
时广毅: "光伏电源并网控制策略及低电压穿越能力研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
陶鸿源: "《电工学》", 31 August 1985 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448412A (zh) * 2020-10-28 2021-03-05 爱士惟新能源技术(扬中)有限公司 一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法
CN113009955A (zh) * 2021-04-30 2021-06-22 石家庄通合电子科技股份有限公司 光伏储能系统最大功率跟踪控制方法及终端设备
CN113346483A (zh) * 2021-05-20 2021-09-03 华中科技大学 一种电力电子变压器的低压穿越运行控制方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111711226A (zh) 基于斩波电路的光伏逆变器低电压穿越控制方法和装置
CN104269878B (zh) 一种可提供无功支撑的并网光伏发电系统低电压穿越控制方法
CN111564896B (zh) 一种电压暂降治理装置平滑切换及柔性退出方法及装置
US11907000B2 (en) Systems and methods for photovoltaic direct current (DC) bus control
CN103887820A (zh) 一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法
WO2021047347A1 (zh) 基于自适应自抗扰比例积分的直流输电系统控制方法及系统
CN114050561B (zh) 限制对称短路故障下构网型变流器过电流的方法及系统
CN106953347A (zh) 混合式模块化多电平换流器直流短路故障恢复方法及装置
CN109995068B (zh) 故障穿越控制装置和方法
CN110601245A (zh) 一种特高压直流故障后的暂态过电压校核方法及系统
CN114744672A (zh) 一种两级并网光伏系统低电压穿越控制方法及系统
Liu et al. Stabilization of a cascaded AC–DC–DC system with small bus capacitance based on small signal analysis
CN106918759A (zh) 一种mmc直流短路故障检测方法及装置
CN107069748A (zh) 采用最小电流注入法的动态电压恢复器补偿控制系统及方法
CN113013917B (zh) 用于电力电子变流器的混合型相位同步控制器及控制方法
CN112134296B (zh) 具有辅助均压的三电平静止无功发生器及其均压方法
CN112421682B (zh) 一种用于海上交流故障的多级电压修正控制方法及装置
CN112821439B (zh) 一种柔性直流换流器的前馈控制方法及装置
CN111342472B (zh) 用于抑制直流连续换相失败的svc优化控制方法和装置
CN111082414B (zh) 一种暂态电压的计算方法及系统
WO2020142890A1 (zh) 母线电压的调节方法及相关设备
CN113765121B (zh) Vsc/lcc并联混合多馈系统换相失败恢复方法及系统
CN112398138B (zh) 一种高压换流站同步调相机电压无功协调控制方法及系统
CN117439074A (zh) 基于电阻补偿的全功率变速抽蓄并网振荡抑制方法及系统
Jayamohan et al. Impedance Trajectories during Stable and Unstable Power Swings in Presence of PQ Control based PV Generations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200925